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🌀 前期内容回顾： Redis6学习笔记万字详解（1）概述和安装
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三、Redis常用5种数据结构

1、Redis数据结构介绍

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样：

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令：

2、Redis通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

• KEYS：查看符合模板的所有key，不建议在生产环境设备上使用。
• DEL：删除一个指定的key
• EXISTS：判断key是否存在
• EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
• TTL：查看一个KEY的剩余有效期

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

3、String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。 其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

string：普通字符串
int：整数类型，可以做自增、自减操作
float：浮点类型，可以做自增、自减操作

不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同；字符串类型的最大空间不能超过512m。

String类型的常见命令

SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
GET：根据key获取String类型的value
MSET：批量添加多个String类型的键值对
MGET：根据多个key获取多个String类型的value
INCR：让一个整型的key自增1
INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2
INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行
SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

key的结构：

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用 ‘:’ 隔开，格式如下：

项目名:业务名:类型:id

这个格式并非固定，也可以根据自己的需求来删除或添加词条。例如我们的项目名称叫 starskyroad，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

//user相关的key：starskyroad:user:1
set starskyroad:user:1 '{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}'
//uproduct相关的key：starskyroad:product:1
set starskyroad:product:1 '{"id":1, "name": "华为", "price": 4999}'

4、Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

Hash的常见命令有：

HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值
HGET key field：获取一个hash类型key的field的值
HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值
HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值
HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value
HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field
HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value
HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

添加3条hash类型key的field的值

hset starskyroad:user:2 name Jack
hset starskyroad:user:2 age 18
hset starskyroad:user:2 sex man

批量添加多个hash类型key的field的值

hmset starskyroad:user:3 name Mike age 20 sex man

5、List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：有序、元素可以重复、插入和删除快、查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

Hash的常见命令有：

LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素
LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil
RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素
RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素
LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素，从0开始
BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

如何利用List结构模拟一个栈：入口和出口在同一边

如何利用List结构模拟一个队列：入口和出口在不同边

如何利用List结构模拟一个阻塞队列：入口和出口在不同边、出队时采用BLPOP或BRPOP

127.0.0.1:6379> LPUSH users 1 2 3 4 //向列表左侧插入多个元素
(integer) 4
127.0.0.1:6379> RPUSH users 4 5 6 //向列表右侧插入多个元素
(integer) 7
127.0.0.1:6379> LRANGE users 0 3 //返回一段角标范围内的所有元素
1) "4"
2) "3"
3) "2"
4) "1"
127.0.0.1:6379> LPOP users 1 //移除并返回列表左侧的第一个元素
1) "4"
127.0.0.1:6379> RPOP users 5 //从右边开始一共移除5个元素
1) "6"
2) "5"
3) "4"
4) "1"
5) "2"
//最后剩余一个3

6、Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：无序、元素不可重复、查找快、支持交集、并集、差集等功能

String的常见命令有：

SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素
SREM key member ... : 移除set中的指定元素
SCARD key： 返回set中元素的个数
SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中
SMEMBERS：获取set中的所有元素
SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集
SDIFF key1 key2 ... ：求key1与key2的差集
SUNION key1 key2 ..：求key1和key2的并集

7、SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：可排序、元素不重复、查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet的常见命令有：

ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素
ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名
ZCARD key：获取sorted set中的元素个数
ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数
ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素
ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集
注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可

四、Redis 的 Java客户端

在Redis官网中提供了各种语言的客户端，地址：https://redis.io/clients

1、Jedis

Jedis的官网地址： https://github.com/redis/jedis

Jedis使用的基本步骤：

1. 引入依赖
2. 创建Jedis对象，建立连接
3. 使用Jedis，方法名与Redis命令一致
4. 释放资源

<!-- 1、引入依赖 -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>

    <!-- junit5配置 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
        <exclusions>
            <exclusion>
                <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.platform</groupId>
        <artifactId>junit-platform-launcher</artifactId>
        <version>1.3.1</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    
	<!-- jedis连接池 -->
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis -->
    <dependency>
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
        <version>4.2.2</version>
    </dependency>

</dependencies>

工具类

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

/**
 * @Description
 * @Author 星空之路Star
 * @Version Version 1.0
 */
public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;

    static {
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(8); // 最大连接数
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(8); // 最大空闲连接
        jedisPoolConfig.setMinIdle(0); // 最小空闲连接
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(1000); // 设置最长等待时间 ms
        jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,
                "192.168.188.100", 6379,1000, "123321");
    }

    //获取Jedis对象
    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPool.getResource();
    }

}

测试

private Jedis jedis;

//2、创建Jedis对象，建立连接
@BeforeEach
void setUp(){
    //建立连接并获取对象
    jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();
    //设置密码
    jedis.auth("123321");
    //选择库
    jedis.select(0);
}

//3、使用Jedis
@Test
void testRedisJedis(){
    // 插入数据，方法名称就是redis命令名称
    String str = jedis.set("jedisName", "jedisValue");
    System.out.println("str = " + str); //str = OK
    // 获取数据
    String name = jedis.get("jedisName");
    System.out.println("name = " + name); //name = jedisValue
}

//4、释放资源
@AfterEach
void tearDown(){
    if (jedis != null) {
        jedis.close();
    }
}

2、SpringDataRedis

SpringData是Spring中数据操作的模块，包含对各种数据库的集成，其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis，官网地址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

• 提供了对不同Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）
• 提供了RedisTemplate统一API来操作Redis
• 支持Redis的发布订阅模型
• 支持Redis哨兵和Redis集群
• 支持基于Lettuce的响应式编程
• 支持基于JDK、JSON、字符串、Spring对象的数据序列化及反序列化
• 支持基于Redis的JDKCollection实现

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中：

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持，使用非常简单：
SpringDataRedis的使用步骤：

1. 引入spring-boot-starter-data-redis依赖
2. 在application.yml配置Redis信息
3. 注入RedisTemplate

引入spring-boot-starter-data-redis依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>

    <!-- Redis依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 连接池依赖：jedis、Lettuce底层都是基于commons-pool实现连接池效果 -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-pool2</artifactId>
    </dependency>
    <!-- Jackson依赖（springmvc自带） -->
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    </dependency>
    <!-- lombok -->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>

    <!-- junit5配置 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
        <exclusions>
            <exclusion>
                <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.platform</groupId>
        <artifactId>junit-platform-launcher</artifactId>
        <version>1.3.1</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

</dependencies>

在application.yml配置Redis信息

spring:
  redis:
    host: 192.168.188.100
    port: 6379
    password: 123321
    database: 0
    # springboot 默认使用lettuce（常用lettuce/jedis）
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 #最大连接数
        max-idle: 8 #最大空闲连接
        min-idle: 0 #最小空闲连接
        max-wait: 1000 #最长连接等待时间 ms

注入RedisTemplate

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

RedisTemplate的两种序列化实践方案：根据需要选择那种方式

方案一：自定义RedisTemplate：修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

方案二：使用StringRedisTemplate

• 写入Redis时，手动把对象序列化为JSON
• 读取Redis时，手动把读取到的JSON反序列化为对象

2.1、RedisTemplate序列化方式一

自定义RedisTemplate：修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

1️⃣ 未使用序列化【了解】：RedisTemplate可以接收任意Object作为值写入Redis，只不过写入前会把Object序列化为字节形式，默认是采用JDK序列化，得到的结果是这样的：

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

@Test
void testString() {
    // 写入一个String数据
    redisTemplate.opsForValue().set("name", "星空之路");
    // 获取String类型数据
    Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
    System.out.println("name = " + name);
}

缺点：可读性差、内存占用较大

2️⃣ 我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式：

当写如User对象时的问题：尽管JSON的序列化方式可以满足我们的需求，但依然存在一些问题，为了在反序列化时知道对象的类型，JSON序列化器会将类的class类型写入json结果中，存入Redis，会带来额外的内存开销。

添加实体类和配置类

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {
    private String name;
    private Integer age;
}

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        //创建 Template 对象
        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        //设置设置连接工厂
        redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 设置序列化工具：JSON序列化
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 设置 key 和 hashKey 采用 string序列化
        redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // 设置 value 和 hashValue 采用 JSON序列化
        redisTemplate.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        return redisTemplate;
    }
}

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
//    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void testString() {
        // 写入一个String数据
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "星空之路");
        // 获取String类型数据
        Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }

    @Test
    void testSaveUser(){
        // 写入数据
        redisTemplate.opsForValue().set("user:100",new User("星空之路", 22));
        // 获取数据
        User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get("user:100");
        System.out.println(user);
    }

    @Test
    void testHash(){
        stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:200", "name", "星空");
        stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:200", "age", "21");
        Object name = stringRedisTemplate.opsForHash().get("user:200", "name");
        System.out.println(name); //星空
        Map<Object, Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:200");
        System.out.println(entries); //{name=星空, age=21}
    }

2.2、RedisTemplate序列化方式二

Spring自带序列化StringRedisTemplate

为了节省内存空间，我们并不会使用JSON序列化器来处理value，而是统一使用String序列化器，要求只能存储String类型的key和value。当需要存储Java对象时，手动完成对象的序列化和反序列化。

Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类，它的key和value的序列化方式默认就是String方式。省去了我们自定义RedisTemplate的过程：

@SpringBootTest
public class RedisStringTest {

    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Test
    void testString() {
        // 写入一个String数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "星空之路Star");
        // 获取String类型数据
        Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }

    //springmvc默认使用的json处理工具【也可以使用fastJSON】
    private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

    @Test
    void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
        // 创建对象
        User user = new User("星空之路Star", 22);
        // 手动序列化
        String json = mapper.writeValueAsString(user);
        // 写入数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:101",json);
        // 获取数据
        String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:101");
        // 手动序反列化
        User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
        System.out.println(user);
    }

}

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